[發(fā)明專利]基于里德堡原子的脈沖雷達(dá)系統(tǒng)及距離測量方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110317771.3 | 申請日: | 2021-03-25 |
| 公開(公告)號: | CN113156415B | 公開(公告)日: | 2023-04-11 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 武博;林沂;王延正;吳逢川;安強(qiáng);付云起 | 申請(專利權(quán))人: | 中國人民解放軍國防科技大學(xué) |
| 主分類號: | G01S13/10 | 分類號: | G01S13/10;G01S7/285 |
| 代理公司: | 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225 | 代理人: | 邱軼 |
| 地址: | 410073 湖*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 里德堡 原子 脈沖雷達(dá) 系統(tǒng) 距離 測量方法 | ||
1.一種基于里德堡原子的脈沖雷達(dá)系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括雷達(dá)發(fā)射機(jī)、里德堡原子接收機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊和信號處理模塊;
所述雷達(dá)發(fā)射機(jī)用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信號發(fā)射時間發(fā)送雷達(dá)信號;
所述里德堡原子接收機(jī)用于接收所述雷達(dá)信號經(jīng)目標(biāo)反射產(chǎn)生的回波信號;
所述數(shù)據(jù)采集模塊用于將所述里德堡原子接收機(jī)收到所述回波信號后的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;
所述信號處理模塊用于根據(jù)所述數(shù)字信號繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像,根據(jù)所述EIT-AT譜圖像通過圖像邊緣檢測方法獲取所述回波信號到達(dá)所述里德堡原子接收機(jī)時,所述EIT-AT譜圖像上出現(xiàn)光帶的起始時間,根據(jù)所述起始時間確定回波信號到達(dá)時間,根據(jù)所述信號發(fā)射時間和回波信號到達(dá)時間得到所述目標(biāo)的距離測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)還包括時鐘同步裝置;
所述時鐘同步裝置用于設(shè)置所述雷達(dá)發(fā)射機(jī)和所述里德堡原子接收機(jī)的工作時序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述里德堡原子接收機(jī)還包括探測激光器、耦合激光器、探測光二向色鏡、耦合光二向色鏡和原子氣室;
所述探測激光器發(fā)射的探測光經(jīng)所述探測光二向色鏡穿過所述原子氣室;
所述耦合激光器發(fā)射的耦合光經(jīng)所述耦合光二向色鏡穿過所述原子氣室;
所述原子氣室產(chǎn)生的透射光由光電探測器轉(zhuǎn)換為電信號,所述電信號為所述里德堡原子接收機(jī)的輸出信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述原子氣室是由堿金屬原子蒸氣填充的密閉玻璃器皿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于,所述堿金屬原子為銫原子或銣原子。
6.一種基于里德堡原子的脈沖雷達(dá)距離測量方法,其特征在于,所述方法包括:
由雷達(dá)發(fā)射機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的信號發(fā)射時間發(fā)送雷達(dá)信號;
由里德堡原子接收機(jī)接收所述雷達(dá)信號經(jīng)目標(biāo)反射產(chǎn)生的回波信號;
由數(shù)據(jù)采集模塊將所述里德堡原子接收機(jī)收到所述回波信號后的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;
由信號處理模塊根據(jù)所述數(shù)字信號繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像,根據(jù)所述EIT-AT譜圖像通過圖像邊緣檢測方法獲取所述回波信號到達(dá)所述里德堡原子接收機(jī)時,所述EIT-AT譜圖像上出現(xiàn)光帶的起始時間,根據(jù)所述起始時間確定回波信號到達(dá)時間,根據(jù)所述信號發(fā)射時間和回波信號到達(dá)時間得到所述目標(biāo)的距離測量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,根據(jù)所述數(shù)字信號繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像包括:
根據(jù)所述數(shù)字信號,以時間為橫軸,以探測光頻率值為縱軸,繪制所述回波信號的EIT-AT譜圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,根據(jù)所述信號發(fā)射時間和所述回波信號到達(dá)時間得到所述目標(biāo)的距離測量值包括:
根據(jù)所述信號發(fā)射時間和所述回波信號到達(dá)時間得到所述目標(biāo)的距離測量值為:
其中,表示目標(biāo)的距離測量值,c表示自由空間的光速,t0表示所述信號發(fā)射時間,t1表示所述回波信號到達(dá)時間。
9.一種計算機(jī)設(shè)備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機(jī)程序,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)權(quán)利要求6至8中任一項所述方法的步驟。
10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機(jī)程序,其特征在于,所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求6至8中任一項所述的方法的步驟。
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- 同類專利
- 專利分類
G01S 無線電定向;無線電導(dǎo)航;采用無線電波測距或測速;采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測;采用其他波的類似裝置
G01S13-00 使用無線電波的反射或再輻射的系統(tǒng),例如雷達(dá)系統(tǒng);利用波的性質(zhì)或波長是無關(guān)的或未指明的波的反射或再輻射的類似系統(tǒng)
G01S13-02 .利用無線電波反射的系統(tǒng),例如,初級雷達(dá)系統(tǒng);類似的系統(tǒng)
G01S13-66 .雷達(dá)跟蹤系統(tǒng);類似系統(tǒng)
G01S13-74 .應(yīng)用無線電波再輻射的系統(tǒng),例如二次雷達(dá)系統(tǒng);類似系統(tǒng)
G01S13-86 .雷達(dá)系統(tǒng)與非雷達(dá)系統(tǒng)
G01S13-87 .雷達(dá)系統(tǒng)的組合,例如一次雷達(dá)與二次雷達(dá)
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